ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ АНТИОКИСЛИТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ S-, Se-СОДЕРЖАЩИХ ПРОСТРАНСТВЕННО-ЗАТРУДНЕННЫХ ФЕНОЛОВ
Аннотация
В работе применен регрессионный анализ для оценки антиокислительной активности синтезированных S- и Se-содержащих α-метилбензилбисфенолов в сравнении с промышленной антиокислительной присадкой 2,6-дитретбутил-4-метилфенол в аналогичных условиях. Экспериментальную антиокислительную эффективность рассчитывали по соотношению пиков хемолюминисцентного свечения в вазелиновом масле в концентрациях 0,025–1% при 200 °С. По результатам расчетов и экспериментальным данным построены численные зависимости влияния концентраций – x1 (% масс.конц.), электрофильности x2 на антиокислительную способность (Y) исследуемых присадок к смазочным маслам и смазочно-охлаждающим жидкостям в виде нелинейных уравнений. Проанализировано и смоделировано поведение исследуемых соединений с учетом влияния геометрических параметров молекул на исследуемое свойство в зависимости от массовой концентрации. По результатам исследований подтверждено, что введение метильной группы в п-положение бензольного кольца пространственно-затрудненного фенола приводит к увеличению антиокислительной эффективности. Результаты расчетов показывают более высокую эффективность применения данных присадок по сравнению c широко применяемой присадкой «Агидол-1». Полученные значения структурных параметров соединений, рассчитанные методом UB3LYP/6-311++G(d,p), согласуются с экспериментальными данными (с точностью 81%-98,7%). Эффективность пространственно-затрудненных фенолов обусловлена наличием объемных заместителей в о-положениях, оптимально экранирующих водород ОН-группы и, соответственно, малой активностью феноксильного радикала, образующегося в реакции с пероксидными радикалами из ингибитора. Представленные зависисмости наглядно показывают, что Se-содержащие производные α-метилбензилфенола проявляют большую антиокислительную активность и являются эффективными ингибиторами смазочных масел и смазочно-охлаждающих жидкостей. Данные соединения имеют большее число активных центров и, следовательно, могут прерывать большее число цепей окисления, чем вещества, содержащие дисульфидный мостик.
Для цитирования:
Логинова М.Е., Колчина Г.Ю., Бабаев Э.Р., Каримов О.Х., Мовсумзаде Э.М. Использование математического моделирования для оценки антиокислительной активности S-, Se-содержащих пространственно-затрудненных фенолов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 1. С. 89-96. DOI: 10.6060/ivkkt.20246701.6821.
Литература
Denisov E.T., Kovalev G.I. Oxidation and stabilization of jet fuels. M.: Khimiya. 1983. 269 p. (in Russian).
Kuliev A.M. Chemistry and technology of additives to oils and fuels. M.: Khimiya. 1972. 358 p. (in Russian).
Danilov A.M. Application of additives in fuels. SPb.: Khimizdat. 2010. 368 p. (in Russian).
Rizvanova G.I., Gafiyatullin L.G., Garifullin M.Sh. Features of transformer oil aging in real conditions. Izv. Vuzov. Problemy Energetiki. 2015. N 9-10. P. 91-94 (in Russian). DOI: 10.30724/1998-9903-2015-0-9-10-91-94.
Grigoriev M.A. Motor oil quality and engine reliability. M.: Izd-vo standartov. 2009. 232 p. (in Russian).
Antonovsky V.L., Khursan S.L. Physical chemistry of organic peroxides. M.: IKTs “Akademkniga”. 2003. 391 p. (in Russian).
Rudnik L.R. Lubricant additives. Properties and application. SPb.: Professiya. 2013. 928 p. (in Russian).
Dorogochinskaya V.A., Danilov A.M., Tonkonogov B.P. Additives to fuels and lubricating oils. M.: ITs RGU nefti i gaza. 2017. 290 p. (in Russian).
Nguyen Z.Kh., Novikov V.F. The problem of determining the antioxidant additive in transformer oil by chromatographic methods. Problemy Energetiki. 2020. V. 22. N 5. P. 107-115 (in Russian). DOI: 10.30724/1998-9903-2020-22-5-107-115.
Zolotov A.V., Kuzmina G.N., Zolotov V.A., Bartko R.V., Sipatrov A.G., Parenago O.P. Composition of heteroorganic compounds as an antioxidant and antiwear additive for mineral lubricating oils. Neftekhimiya. 2013. N 53(4). P. 297-301 (in Russian). DOI: 10.7868/S002824211304014X.
Zinina N.D., Timashova A.L., Pavlovskaya M.V., Grishin D.F. Antiwear additive for diesel fuel with ultra-low sulfur content. Neftekhimiya. 2014. N 54 (5). P. 399-404 (in Russian). DOI: 10.7868/S0028242114050116.
Aleksanyan K.G., Yarullin N.R., Salmanov S.Yu., Naletova A.V. Synthesis of new antioxidant additives for fuel and lubricating oils based on phloroglucin. Neftekhimiya. 2017. N 1. P. 47-49 (in Russian).
Kolchina G.Yu., Poletaeva O.Yu., Babaev E.R., Movsumzade E.M. Reactivity of S- and Se-containing hin-dered phenols as multifunctional additives. AIP Conf. Proc. 2022. V. 2390. P. 020034.
Aleksanyan K.G., Koshelev V.N., Cheban E.G., Stokolos O.A., Kilyakova A.Yu., Sorokina A.S., Shamsutdinova L.P., Gazizov M.B., Pistsova A.L., Aleksanyan D.R., Agadzhanyan S.A. Dependence of the antioxidant proper-ties of some spatially substituted phenols on the calculated parameters of the structure of antioxidant molecules. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 11. P. 35-43. DOI: 10.6060/ ivkkt.20216411.6476.
Akchurina T.Kh., Nagieva E.A., Efendieva S.S., Gamidova Sh.Ya. Thermoanalytical studies of high-alkaline modified additives of alkyl phenolate type. Azerbaidzhan. Khim. Zhurn. 2014. N 1. P. 88-92 (in Russian).
Aleksanyan K.G., Stokolos O.A., Yarullin N.R., Salmanov S.Yu., Naletova A.V., Mikhailov E.R., Agadzhanyan S.A. Synthesis and study of properties of derivatives of phloroglucinolmethylviologen as antioxidant ad-ditives to oils. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 8. P. 132-138. DOI: 10.6060/ivkkt.20196208.5993.
Goryunova A.K., Likhterova N.M., Shatalov K.V., Klet-ter E.A. Study of the composition of antiwear additives for jet fuels. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 1. P. 79-84 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216401.6290.
Mamedova A.Kh., Kazimzade A.K., Nagieva E.A. New alkyl phenolate additives for lubricating oils. Neftepererab. Neftekhimiya. 2010. N 9. P. 28-29 (in Russian).
Movsumzade E.M., Poletaeva O.Yu., Kolchina G.Yu. Mechanism of action of antioxidant additives for hydrocarbons. DGMK Tagungsbericht. 2014. P. 189-195.
Abu Ammar V.M., Gresko S.V., Kelarev V.I., Koshelev V.N. 2-imidazoline derivatives in the molecular design of fused heterocycles with shielded phenol fragments. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2007. V. 50. N 9. P. 105-109 (in Russian).
Mamedova P.Sh., Babaev E.R., Belyaeva A.S., Safiullina I.I., Azizova S.M., Kolchina G.Yu., Eyvazova I.M., Tu-khvatullin R.F., Rolnik L.Z. Investigation of antioxidant and antimicrobial properties of sulfur-containing derivatives of sterically hindered phenols. Neftepererab. Neftekhimiya. 2017. N 8. P. 41-45 (in Russian).
Kolchina G.Yu., Tukhvatullin R.F., Babaev E.R., Movsumzade E.M. Hindered phenols as antioxidant, anti-corrosive and antimicrobial additives to mineral lubricating oils. Neftegazokhimiya. 2017. N 1. P. 10-13. (in Russian).
Kolchina G.Yu., Movsumzade E.M., Bakhtina A.Yu., Babayev E.R. Quantum-chemical modeling of S- and Secontaining derivatives of sterically-hindered phenols and their interaction with peroxides. DGMK Tagungsbericht. 2018. P. 169-175.
Tukhvatullin R.F., Kolchina G.Y., Movsumzade E.M., Mamedova P.S., Babaev E.R. Synthesis and study of the geometry and electron density of sterically hindered phenols used as antioxidant additives for lubricating oils. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2018. V. 61. N 4-5. P. 84-92 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.20186104-05.5659.
Kolchina G.Yu., Babaev E.R., Poletaeva O.Yu., Bakhtina A.Yu., Movsumzade E.M. Study of the Interaction of S- and Se-containing Derivatives of Spatial-obstructed Phenols in Reactions with Peroxides. DGMK Tagungsbericht. 2019. P. 185-193.
Babaev E.R. Assessment of the relationship between the structure of some nitrogen-containing alkylaryl-substituted phenols and their reactivity and functional properties. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2017. V. 60. N 5. P. 51-56 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.2017605.5569.
